四川盆地顆粒物濃度衛(wèi)星遙感反演研究.pdf

1、隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加速，城市環(huán)境空氣復(fù)合污染越來(lái)越嚴(yán)重，尤其以O(shè)3和PM2.5兩種污染物最為突出。準(zhǔn)確掌握這兩項(xiàng)污染物的時(shí)空分布是制定污染防治對(duì)策的基礎(chǔ)，而地面監(jiān)測(cè)站“以點(diǎn)帶面”的監(jiān)測(cè)方式難以到達(dá)這種要求，因此只有借助衛(wèi)星遙感這一監(jiān)測(cè)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)。
　　本文以四川盆地為研究背景，篩選出2014年適合反演的MODIS衛(wèi)星影像達(dá)41天，利用C++嵌套6S輻射傳輸模型生成的查找表，快速、一體化反演氣溶膠光學(xué)厚度(AOD)，結(jié)合交大站收集的

2、空氣濕度和消光系數(shù)，擬合出四川盆地濕度因子;采用WRF(theWeather Research&Forecasting)和CALMET計(jì)算出四川盆地邊界層高度并輸出交大站(30.6973°N，104.0536°E)邊界層高度，然后與激光雷達(dá)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比;在獲得濕度因子和邊界層高度的基礎(chǔ)上了，建立了四川盆地“干”消光系數(shù)與地面顆粒物濃度(PM2.5)的函數(shù)關(guān)系，為實(shí)現(xiàn)四川省環(huán)境空氣質(zhì)量的業(yè)務(wù)化預(yù)報(bào)和大氣污染應(yīng)急和污染防治決策工作提供

3、科學(xué)支撐。
　　通過(guò)遙感衛(wèi)星反演四川盆地顆粒物濃度的研究，發(fā)現(xiàn)以下幾點(diǎn):
　　(1)利用C++嵌套6S輻射傳輸模型加入四川盆地水汽含量和臭氧含量反演得出了2014年中41天的AOD反演值，繪制了1月7日、1月19日、3月16日、3月17日疊加AOD與近地面(500m)處流場(chǎng)分布，并且用Hysplit后向軌跡加以驗(yàn)證，結(jié)果顯示兩者軌跡十分相近。探討了光學(xué)厚度時(shí)空性分布，在95％置信區(qū)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)空間選擇和時(shí)間選擇較原始數(shù)據(jù)相關(guān)性0

4、.56、0.57明顯提高分別為0.72、0.66。
　　(2)發(fā)現(xiàn)了四川盆地消光系數(shù)垂直分布規(guī)律，在100m～670m之間呈線性分布:y=9.63×10-4x-0.047,之后至1600m呈指數(shù)分布:y=1.788e-0.0016x。
　　(3)利用WRF中GBM、SHIN、TEMF和UW四種邊界層方案計(jì)算邊界層高度，然后利用CALMET以該結(jié)果為初始猜測(cè)場(chǎng)，采用診斷風(fēng)場(chǎng)模塊計(jì)算邊界層高度，發(fā)現(xiàn)三者平均邊界層高度在秋冬季(7

5、74.3m)比春夏(540.7m)高。利用激光雷達(dá)觀測(cè)值與兩種模式對(duì)比，發(fā)現(xiàn)CALMET的結(jié)果較WRF更接近觀測(cè)值。
　　(4)采用指數(shù)法擬合發(fā)現(xiàn)了四川盆地四季吸濕增長(zhǎng)因子與相對(duì)濕度的函數(shù)關(guān)系，利用IMPROVE法統(tǒng)計(jì)計(jì)算了相對(duì)濕度每隔5％的吸濕增長(zhǎng)因子分布。
　　(5)建立了顆粒物PM2.5濃度與“干”消光系數(shù)之間的關(guān)系Edry之間的數(shù)學(xué)模型y=3×10-6x+6×10-5（指數(shù)法）和y=3×10-6x+5×10-5（IM